Для наследования приобретенных черт необходимы новаторские модификации неоплодотворенных яиц.

Эпигенетическое исследование в Центре интегративных медицинских наук RIKEN показывает, что в яйцеклетках мышей модификации гистона H2A в лизине 119 закладывают основу для унаследованных от матери функциональных модификаций ДНК.


В книгах и фильмах группа людей со специальным заданием всегда посылает разведчика для разведки, прежде чем продолжить. Иногда скауты оставляют знаки или указатели, позволяющие группе знать, куда следует идти. Исследователи под руководством Азусы Иноуэ из Центра интегративных медицинских наук RIKEN в Японии обнаружили след в неоплодотворенных яйцеклетках, который определяет, какие модификации будут унаследованы, если яйцеклетка будет оплодотворена. В частности, они обнаружили, что без начальных модификаций гистона H2A в лизине 119 – технически называемом H2AK119ub1 – более поздние наследственные модификации не будут происходить. Когда ему позволяли развиваться, одним из следствий этого дефицита была увеличенная плацента после имплантации эмбриона. Это исследование было опубликовано в Природа 5 апреля.

В школе нас много лет учили, что приобретенные черты не передаются по наследству. В каком-то смысле это было правильно; Если вы будете сильно растягивать шею, чтобы достать еду, у детей шея не будет длиннее. Однако функция вашей может изменяться на протяжении всей жизни. Например, структура ДНК в хромосомах поддерживается белками, называемыми гистонами. Когда гистоны модифицируются, они могут изменить то, как гены экспрессируются в организме. Это эпигенетика, и предыдущее исследование Inoue с коллегами показало, что приобретенное триметилирование гистона H3 по лизину 27 (к счастью, сокращенно H3K27me3) в яйцеклетках млекопитающих может передаваться по наследству. В новом исследовании команда использовала технологию под названием CUT & RUN с низким потреблением энергии, чтобы ответить на вопрос, как это происходит.

Во-первых, исследователи изучили время появления двух различных модификаций гистонов. Они обнаружили, что каждый ген, демонстрирующий H3K27me3, также обнаруживает H2AK119ub1 в яйцеклетках мыши. Подозревая его важность, исследователи выделили два белка, которые составляют H2AK119ub1 в яйцеклетках. CUT & RUN с низким входом показал, что нокаутированные яйцеклетки содержали намного меньше H3K27me3, чем контроли в подмножестве генов, которые обычно переносят H3K27me3 в следующее поколение. Таким образом, H2AK119ub1 действует как своего рода маркер, оставленный разведчиком, определяя, где должен следовать последующий H3K27me3. «Мы обнаружили, что H2AK119ub1 необходим для наследования H3K27me3 от матери, что делает путь H2AK119ub1-H3K27me3 основным участником эпигенетического наследования между поколениями у млекопитающих», – говорит Иноуэ.

Затем исследователи обнаружили то, чего не ожидали. Тестирование показало, что потеря H3K27me3 сама по себе унаследована оплодотворенными эмбрионами и не может быть отменена. Кроме того, этот дефицит привел к увеличению летальности – выкидышам – и увеличению плаценты. «Было удивительно обнаружить, что дефекты модификации гистонов яйца необратимо наследуются эмбрионами и вызывают долгосрочные последствия в развитии», – говорит Иноуэ.

Таким образом, результаты показали, что, несмотря на нормальную в яйцеклетке мыши, если соответствующие инструкции – сначала модификации H2AK119ub1, а затем H3K27me3 – отсутствуют, могут произойти выкидыши и увеличение плаценты. Эти результаты имеют клиническое значение, особенно для репродуктивной медицины и дефектов плаценты. «Следующий шаг, – говорит Иноуэ, – это выяснить, могут ли какие-либо заболевания или окружающая среда повлиять на наследственную модификацию гистонов».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments